KR102201747B1

KR102201747B1 - 와치타입 이동 단말기

Info

Publication number: KR102201747B1
Application number: KR1020140063423A
Authority: KR
Inventors: 박경의; 안원기; 이요셉
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2014-05-27
Filing date: 2014-05-27
Publication date: 2021-01-12
Also published as: KR20150136248A

Abstract

내부에 전자부품이 실장되는 전장부를 포함하는 본체; 상기 전장부에 실장되는 배터리; 및 상기 배터리의 일측에 인접하게 배치되는 메인기판을 포함하고, 상기 배터리는, 하우징; 상기 하우징의 내벽에 돌출되며 일방향으로 연장된 복수개의 채널벽; 상기 하우징 내부에 위치하는 배터리셀; 및 상기 하우징, 상기 배터리셀 및 상기 채널벽이 형성하는 복수개의 채널에 주입된 전해액을 포함하는 와치타입 이동 단말기는 본 발명의 적어도 일 실시예에 따르면, 열대류 현상을 이용하여 동력을 이용하지 않고도 방열기능을 제고할 수 있다.

Description

와치타입 이동 단말기{WATCH TYPE MOBILE TERMINAL}

본 발명은 열 대류 현상을 이용하여 동력을 이용하지 않고도 방열기능을 향상시킨 와치타입 이동 단말기에 관한 것이다.

단말기는 이동 가능여부에 따라 이동 단말기(mobile/portable terminal) 및 고정 단말기(stationary terminal)으로 나뉠 수 있다. 다시 이동 단말기는 사용자의 직접 휴대 가능 여부에 따라 휴대(형) 단말기(handheld terminal) 및 거치형 단말기(vehicle mount terminal)로 나뉠 수 있다.

이동 단말기의 기능은 다양화 되고 있다. 예를 들면, 데이터와 음성통신, 카메라를 통한 사진촬영 및 비디오 촬영, 음성녹음, 스피커 시스템을 통한 음악파일 재생 그리고 디스플레이부에 이미지나 비디오를 출력하는 기능이 있다. 일부 단말기는 전자게임 플레이 기능이 추가되거나, 멀티미디어 플레이어 기능을 수행한다. 특히 최근의 이동 단말기는 방송과 비디오나 텔레비전 프로그램과 같은 시각적 컨텐츠를 제공하는 멀티캐스트 신호를 수신할 수 있다.

이와 같은 단말기(terminal)는 기능이 다양화됨에 따라 예를 들어, 사진이나 동영상의 촬영, 음악이나 동영상 파일의 재생, 게임, 방송의 수신 등의 복합적인 기능들을 갖춘 멀티미디어 기기(Multimedia player) 형태로 구현되고 있다.

아울러, 개인 휴대품으로 여겨지면서 휴대 단말기는 자신의 개성을 표현하기 위한 다양한 디자인이 적용되기도 한다.

전통적인 휴대 단말기의 기구적인 형태는 기기를 손으로 쥘 수 있는 크기로 형성되어, 이를 들고 다니거나 주머니 등에 넣고 휴대하는 방식이다. 이러한 휴대 단말기는 휴대하는 과정에서 분실 또는 낙하 등에 의한 파손의 위험이 발생할 여지가 있다.

이를 방지하기 위하여 휴대 단말기를 손목시계처럼 착용하거나, 목걸이에 걸거나 허리에 차는 등 다양한 형태의 웨어러블(wearable) 단말기가 등장한다. 웨어러블 단말기는 착용 형태에 따라 크기 및 기능이 달라질 수 있으며, 사용자의 필요에 따라 다양한 형태의 웨어러블 단말기가 이용될 수 있다.

와치타입의 이동 단말기는 사용자의 신체에 직접 접촉되므로 발열을 해소해야 착용시 불쾌감을 줄일 수 있다. 그라나 와치타입 이동 단말기는 사이즈가 작아 방열구조를 구비할 만한 충분한 공간이 없어 부피를 줄이면서 방열성능을 높일 수 있는 구조에 대한 요구가 있다.

본 발명은 열대류 현상을 이용하여 동력을 이용하지 않고도 방열기능을 제고한 와치타입 이동 단말기를 제공하는 것을 목적으로 한다.

내부에 전자부품이 실장되는 전장부를 포함하는 본체; 상기 전장부에 실장되는 배터리; 및 상기 배터리의 일측에 인접하게 배치되는 메인기판을 포함하고, 상기 배터리는, 하우징; 상기 하우징의 내벽에 돌출되며 일방향으로 연장된 복수개의 채널벽; 상기 하우징 내부에 위치하는 배터리셀; 및 상기 하우징, 상기 배터리셀 및 상기 채널벽이 형성하는 복수개의 채널에 주입된 전해액을 포함하는 와치타입 이동 단말기를 제공한다.

상기 채널벽의 높이는 상기 배터리셀과 상기 하우징 내벽 간의 이격거리에 상응하게 형성할 수 있다.

상기 채널벽은 상측에 형성된 채널별과 하측에 형성된 채널벽이 연결되어 상부와 하부에 연속적으로 형성된 채널을 구성할 수 있다.

상기 메인기판은 상기 본체의 일측에 위치하고 상기 본체의 타측에 위치하는 디스플레이부를 더 포함할 수 있다.

상기 배터리의 일측에 형성된 채널벽의 간격은 상기 배터리의 타측에 형성된 채널벽의 간격보다 더 좁게 형성할 수 있다.

상기 배터리의 일측에 형성된 채널벽의 높이는 상기 배터리의 타측에 형성된 채널벽의 높이보다 더 낮게 형성할 수 있다.

상기 각 채널의 수력직경은 500㎛ 이상 1000㎛ 이하로 형성할 수 있다.

상기 채널의 전체 용적의 30%이상 70% 이하의 용량이 주입될 수 있다.

본 발명의 적어도 일 실시예에 따르면, 열대류 현상을 이용하여 동력을 이용하지 않고도 방열기능을 제고할 수 있다.

본 발명의 적용 가능성의 추가적인 범위는 이하의 상세한 설명으로부터 명백해질 것이다. 그러나 본 발명의 사상 및 범위 내에서 다양한 변경 및 수정은 당업자에게 명확하게 이해될 수 있으므로, 상세한 설명 및 본 발명의 바람직한 실시 예와 같은 특정 실시 예는 단지 예시로 주어진 것으로 이해되어야 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예와 관련된 와치타입 이동 단말기의 블록 구성도(block diagram)이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 관련된 와치타입 이동 단말기의 전면 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 관련된 와치타입 이동 단말기의 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 관련된 와치타입 이동 단말기의 배터리의 구조를 도시한 분해 사시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 관련된 와치타입 이동 단말기의 배터리를 도시한 단면도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 관련된 와치타입 이동 단말기의 배터리에 형성된 채널을 도시한 도면이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다. 또한, 본 명세서에 개시된 실시 예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시 예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.

단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.

본 출원에서, "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 도 1는 본 발명과 관련된 와치타입 이동 단말기를 설명하기 위한 블록도이고, 도 2는 일 실시예에 관련된 와치타입 이동 단말기(100)의 전면 사시도이다.

상기 이동 단말기(100)는 무선 통신부(110), 입력부(120), 센싱부(140), 출력부(150), 인터페이스부(160), 메모리(170), 제어부(180) 및 전원 공급부(190) 등을 포함할 수 있다. 도 1에 도시된 구성요소들은 와치타입 이동 단말기(100)를 구현하는데 있어서 필수적인 것은 아니어서, 본 명세서상에서 설명되는 와치타입 이동 단말기(100)는 위에서 열거된 구성요소들보다 많거나, 또는 적은 구성요소들을 가질 수 있다.

보다 구체적으로, 상기 구성요소들 중 무선 통신부(110)는, 와치타입 이동 단말기(100)와 무선 통신 시스템 사이, 와치타입 이동 단말기(100)와 다른 와치타입 이동 단말기(100) 사이, 또는 와치타입 이동 단말기(100)와 외부서버 사이의 무선 통신을 가능하게 하는 하나 이상의 모듈을 포함할 수 있다. 또한, 상기 무선 통신부(110)는, 와치타입 이동 단말기(100)를 하나 이상의 네트워크에 연결하는 하나 이상의 모듈을 포함할 수 있다.

이러한 무선 통신부(110)는, 방송 수신 모듈(111), 이동통신 모듈(112), 무선 인터넷 모듈(113), 근거리 통신 모듈(114), 위치정보 모듈(115) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

입력부(120)는, 영상 신호 입력을 위한 카메라(121) 또는 영상 입력부, 오디오 신호 입력을 위한 마이크로폰(microphone, 122), 또는 오디오 입력부, 사용자로부터 정보를 입력받기 위한 사용자 입력부(123, 예를 들어, 터치키(touch key), 푸시키(mechanical key) 등)를 포함할 수 있다. 입력부(120)에서 수집한 음성 데이터나 이미지 데이터는 분석되어 사용자의 제어명령으로 처리될 수 있다.

센싱부(140)는 와치타입 이동 단말기 내 정보, 와치타입 이동 단말기를 둘러싼 주변 환경 정보 및 사용자 정보 중 적어도 하나를 센싱하기 위한 하나 이상의 센서를 포함할 수 있다. 예를 들어, 센싱부(140)는 근접센서(141, proximity sensor), 조도 센서(142, illumination sensor), 터치 센서(touch sensor), 가속도 센서(acceleration sensor), 자기 센서(magnetic sensor), 중력 센서(G-sensor), 자이로스코프 센서(gyroscope sensor), 모션 센서(motion sensor), RGB 센서, 적외선 센서(IR 센서: infrared sensor), 지문인식 센서(finger scan sensor), 초음파 센서(ultrasonic sensor), 광 센서(optical sensor, 예를 들어, 카메라(121 참조)), 마이크로폰(microphone, 122 참조), 배터리 게이지(battery gauge), 환경 센서(예를 들어, 기압계, 습도계, 온도계, 방사능 감지 센서, 열 감지 센서, 가스 감지 센서 등), 화학 센서(예를 들어, 전자 코, 헬스케어 센서, 생체 인식 센서 등) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 한편, 본 명세서에 개시된 와치타입 이동 단말기는, 이러한 센서들 중 적어도 둘 이상의 센서에서 센싱되는 정보들을 조합하여 활용할 수 있다.

출력부(150)는 시각, 청각 또는 촉각 등과 관련된 출력을 발생시키기 위한 것으로, 디스플레이부(151), 음향 출력부(152), 햅팁 모듈(153), 광 출력부(154) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 디스플레이부(151)는 터치 센서와 상호 레이어 구조를 이루거나 일체형으로 형성됨으로써, 터치 스크린을 구현할 수 있다. 이러한 터치 스크린은, 와치타입 이동 단말기(100)와 사용자 사이의 입력 인터페이스를 제공하는 사용자 입력부(123)로써 기능함과 동시에, 와치타입 이동 단말기(100)와 사용자 사이의 출력 인터페이스를 제공할 수 있다.

인터페이스부(160)는 와치타입 이동 단말기(100)에 연결되는 다양한 종류의 외부 기기와의 통로 역할을 수행한다. 이러한 인터페이스부(160)는, 유/무선 헤드셋 포트(port), 외부 충전기 포트(port), 유/무선 데이터 포트(port), 메모리 카드(memory card) 포트, 식별 모듈이 구비된 장치를 연결하는 포트(port), 오디오 I/O(Input/Output) 포트(port), 비디오 I/O(Input/Output) 포트(port), 이어폰 포트(port) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 와치타입 이동 단말기(100)에서는, 상기 인터페이스부(160)에 외부 기기가 연결되는 것에 대응하여, 연결된 외부 기기와 관련된 적절할 제어를 수행할 수 있다.

또한, 메모리(170)는 와치타입 이동 단말기(100)의 다양한 기능을 지원하는 데이터를 저장한다. 메모리(170)는 와치타입 이동 단말기(100)에서 구동되는 다수의 응용 프로그램(application program 또는 애플리케이션(application)), 와치타입 이동 단말기(100)의 동작을 위한 데이터들, 명령어들을 저장할 수 있다. 이러한 응용 프로그램 중 적어도 일부는, 무선 통신을 통해 외부 서버로부터 다운로드 될 수 있다. 또한 이러한 응용 프로그램 중 적어도 일부는, 와치타입 이동 단말기(100)의 기본적인 기능(예를 들어, 전화 착신, 발신 기능, 메시지 수신, 발신 기능)을 위하여 출고 당시부터 와치타입 이동 단말기(100)상에 존재할 수 있다. 한편, 응용 프로그램은, 메모리(170)에 저장되고, 와치타입 이동 단말기(100) 상에 설치되어, 제어부(180)에 의하여 상기 와치타입 이동 단말기의 동작(또는 기능)을 수행하도록 구동될 수 있다.

제어부(180)는 상기 응용 프로그램과 관련된 동작 외에도, 통상적으로 와치타입 이동 단말기(100)의 전반적인 동작을 제어한다. 제어부(180)는 위에서 살펴본 구성요소들을 통해 입력 또는 출력되는 신호, 데이터, 정보 등을 처리하거나 메모리(170)에 저장된 응용 프로그램을 구동함으로써, 사용자에게 적절한 정보 또는 기능을 제공 또는 처리할 수 있다.

또한, 제어부(180)는 메모리(170)에 저장된 응용 프로그램을 구동하기 위하여, 도 1과 함께 살펴본 구성요소들 중 적어도 일부를 제어할 수 있다. 나아가, 제어부(180)는 상기 응용 프로그램의 구동을 위하여, 와치타입 이동 단말기(100)에 포함된 구성요소들 중 적어도 둘 이상을 서로 조합하여 동작시킬 수 있다.

전원공급부(190)는 제어부(180)의 제어 하에서, 외부의 전원, 내부의 전원을 인가 받아 와치타입 이동 단말기(100)에 포함된 각 구성요소들에 전원을 공급한다. 이러한 전원공급부(190)는 배터리를 포함하며, 상기 배터리는 내장형 배터리 또는 교체가능한 형태의 배터리가 될 수 있다.

상기 각 구성요소들 중 적어도 일부는, 이하에서 설명되는 다양한 실시 예들에 따른 와치타입 이동 단말기의 동작, 제어, 또는 제어방법을 구현하기 위하여 서로 협력하여 동작할 수 있다. 또한, 상기 와치타입 이동 단말기의 동작, 제어, 또는 제어방법은 상기 메모리(170)에 저장된 적어도 하나의 응용 프로그램의 구동에 의하여 와치타입 이동 단말기 상에서 구현될 수 있다.

도 2는 본 발명의 다른 일 실시 예와 관련된 와치타입의 이동 단말기(100)의 일 예를 도시한 사시도이다.

도 2를 참조하면, 와치타입의 이동 단말기(100)는 디스플레이부(151)를 구비하는 본체(101) 및 본체(101)에 연결되어 손목에 착용 가능하도록 구성되는 밴드(102)를 포함한다.

본체(101)는 외관을 형성하는 케이스를 포함한다. 도시된 바와 같이, 케이스는 각종 전자부품들을 수용하는 내부 공간을 마련하는 제1케이스(101a) 및 제2케이스(101b)를 포함할 수 있다. 다만, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니고, 하나의 케이스가 상기 내부 공간을 마련하도록 구성되어 유니 바디의 와치타입 이동 단말기(100)가 구현될 수도 있다.

와치타입의 이동 단말기(100)는 무선 통신이 가능하도록 구성되며, 본체(101)에는 상기 무선 통신을 위한 안테나가 설치될 수 있다. 한편, 안테나는 케이스를 이용하여 그 성능을 확장시킬 수 있다. 예를 들어, 도전성 재질을 포함하는 케이스가 안테나와 전기적으로 연결되어 그라운드 영역 또는 방사 영역을 확장시키도록 구성될 수 있다.

본체(101)의 전면에는 디스플레이부(151)가 배치되어 정보를 출력할 수 있으며, 디스플레이부(151)에는 터치센서가 구비되어 터치 스크린으로 구현될 수 있다. 도시된 바와 같이, 디스플레이부(151)의 윈도우(151a)는 제1 케이스(101a)에 장착되어 제1 케이스(101a)와 함께 단말기 바디의 전면을 형성할 수 있다.

본체(101)에는 음향 출력부(152), 카메라(121), 마이크로폰(122), 사용자 입력부(123) 등이 구비될 수 있다. 디스플레이부(151)가 터치 스크린으로 구현되는 경우, 사용자 입력부(123)로 기능할 수 있으며, 이에 따라 본체(101)에 별도의 키가 구비되지 않을 수 있다.

밴드(102)는 손목에 착용되어 손목을 감싸도록 이루어지며, 착용이 용이하도록 플렉서블 재질로 형성될 수 있다. 그러한 예로서, 밴드(102)는 가죽, 고무, 실리콘, 합성수지 재질 등으로 형성될 수 있다. 또한, 밴드(102)는 본체(101)에 착탈 가능하게 구성되어, 사용자가 취향에 따라 다양한 형태의 밴드로 교체 가능하게 구성될 수 있다.

한편, 밴드(102)는 안테나의 성능을 확장시키는 데에 이용될 수 있다. 예를 들어, 밴드에는 안테나와 전기적으로 연결되어 그라운드 영역을 확장시키는 그라운드 확장부(미도시)가 내장될 수 있다.

밴드(102)에는 파스너(fastener; 102a)가 구비될 수 있다. 파스너(102a)는 버클(buckle), 스냅핏(snap-fit)이 가능한 후크(hook) 구조, 또는 벨크로(velcro; 상표명) 등에 의하여 구현될 수 있으며, 신축성이 있는 구간 또는 재질을 포함할 수 있다. 본 도면에서는, 파스너(102a)가 버클 형태로 구현된 예를 제시하고 있다.

와치타입 이동 단말기(100)는 무선 통신이 가능하도록 구성되며, 본체(101)에는 상기 무선 통신을 위한 안테나가 설치될 수 있다. 한편, 안테나는 케이스를 이용하여 그 성능을 확장시킬 수 있다. 예를 들어, 도전성 재질을 포함하는 케이스가 안테나와 전기적으로 연결되어 그라운드 영역 또는 방사 영역을 확장시키도록 구성될 수 있다.

밴드(102)에는 파스너(fastener; 302a)가 구비될 수 있다. 파스너(102a)는 버클(buckle), 스냅핏(snap-fit)이 가능한 후크(hook) 구조, 또는 벨크로(velcro; 상표명) 등에 의하여 구현될 수 있으며, 신축성이 있는 구간 또는 재질을 포함할 수 있다. 본 도면에서는, 파스너(102a)가 버클 형태로 구현된 예를 제시하고 있다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 관련된 와치타입 이동 단말기(100)의 단면도이다. 도면상으로 상부에 디스플레이부(151)가 위치하고 하부가 사용자의 신체와 접촉하는 하면이 된다. 케이스(101a, 101b)의 내부에 배터리(191), 메인기판(185) 및 음향 출력부(153) 등이 배치된다.

와치형 이동 단말기의 배터리(191)는 장기간 사용하기 위해 충전 가능한 2차 전지를 이용한다.

2차 전지는 외부 전원을 공급받은 전류가 양극과 음극 사이에서 물질의 산화 환원반응을 일으키는 과정에서 생성된 전기를 충전하고, 역으로 화학에너지를 전기적 에너지로 변환하여 방전하여 전원을 공급한다. 반복하여 사용이 가능하다. 2차전지는 분리막, 양극, 음극 및 전해질을 주요 구성으로 한다. 2차 전지의 충전 물질에 따라 니켈전지, 이온전지, 리튬이온전지, 폴리머 전지 등이 있다.

2차전지 중 가장 가벼운 금속인 리튬을 이용한 리튬이온 전지를 예를 들어 설명하면, (+)전극은 리튬-망간 산화물, (-)전극은 탄소가 사용되고, 두 전극 사이에 리튬염이 용해되어 리튬-이온을 용이하게 하는 전해액(리튬염 용액)이 채워져 있다. 전해액은 전극 사이에서의 전자의 이동의 매개체로서 역할을 한다. 두 전극은 각각의 원자의 격자구조에 리튬-이온을 저장할 수 있다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 관련된 와치타입 이동 단말기(100)의 배터리(191)의 구조를 도시한 분해 사시도이다. 배터리(191)의 (+)전극 및 (-)전극을 구성하는 배터리셀(1915), 상기 전극 간의 이온 이동을 위한 전해액이 주요 구성이 되며, 전해액과 배터리셀(1915)을 수용하기 위해 하우징(1911)을 구비한다. 하우징(1911)은 배터리셀(1915) 보다 크기가 커서 배터리셀(1915)과 하우징(1911) 사이의 이격공간에 전해액이 주입된다.

메인기판(185)은 IC모듈(186)을 비롯하여 각종 전자부품이 실장되며, 특히 IC모듈(186)은 와치타입 이동 단말기(100)의 제어를 담당한다. IC모듈(186)은 이동 단말기의 OS 및 각종 어플리케이션을 구동시키는 AP(Application Process) 칩. 디스플레이부(151)를 통해 출력되는 영상을 제어하는 그래픽 처리장치(GPU:Graphic Processing Unit), 전력관리(Power Management) 칩 등이 포함된다.

IC모듈(186)은 작은 공간에 전자회로가 밀집되어 있어 구동시 열이 발생하는 대표적인 발열부품이다. 특정 부분에 열이 집중되면 IC모듈(186)이 파손될 수 있고, 와치타입 이동 단말기(100)와 같이 사용자의 신체와 접촉하는 장치는 열이 바로 사용자의 피부로 전달되면 화상 등의 위험이 있는바, IC모듈(186)에서 발생하는 열을 분산시킬 필요가 있다.

이에 배터리(191)의 일면(A)에 인접하게 위치하는 메인기판(185)의 열을 흡수하여 배터리(191)의 타면(B)에서 열을 방출하도록, 배터리(191)에 방열구조를 부가한다. 배터리(191)에 방열구조를 부가함으로써, 별도의 히트싱크와 작동유체를 이용하지 않고도 배터리(191)의 전해액의 대류현상을 이용하여 열을 확산시킬 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 와치형 이동 단말기의 배터리를 도시한 도 4 및 도 5를 참조하면, 본 발명의 배터리(191)는 하우징(1911), 배터리셀(1915) 및 전해액으로 구성된 구조에 채널(1913)을 추가적으로 포함한다. 본 발명은 하우징(1911)과 배터리셀(1915) 사이에 주입된 전해액이 채널(1913)을 따라 이동하며 나타나는 대류현상을 이용하여 메인기판(185)에서 발생한 열을 확산시킨다.

본 발명의 일 실시예에 관련된 와치타입 이동 단말기(100)의 배터리(191)의 단면을 도시한 도 5는 도시된 바와 같이 하우징(1911)의 내벽에서 일 방향으로 연장된 복수개의 채널벽(1912)을 포함하고, 상기 채널벽(1912), 하우징(1911) 및 배터리셀(1915)이 이루는 공간이 채널(1913)이 된다.

따라서 채널벽(1912)의 높이(h1, h2)는 하우징(1911)과 베터리셀 사이의 이격공간에 상응하며, 배터리셀(1915)이 채널(1913)의 일면을 구성하기 때문에 전해액은 배터리셀(1915)과 접촉하여 산화 환원반응을 일으킬 수 있고, 와치타입 이동 단말기(100) 내부의 온도 차에 의해 채널(1913)을 따라 순환 이동한다.

채널벽(1912)은 하우징(1911)의 일면과 타면에 연결되도록 연속적으로 형성할 수 있으며, 전해액이 채널(1913)을 따라 배터리(191)의 일면과 타면을 이동하며 열을 흡수하고 열을 방출며 대류에 의해 열을 확산시킬 수 있다.

채널(1913)이 크면 전해액이 이동하는 속도가 느려지고, 채널(1913)의 크기가 작으면 빠르게 이동하게 된다. 따라서 채널벽(1912)과 하우징(1911) 및 배터리셀(1915)이 형성하는 채널(1913)의 수력직경(Hydraulic diameter)의 크기에 따라 채널(1913)에서 유동하는 전해액의 속도가 결정된다.

수력직경(D)은 사각형의 채널(1913)의 면적을 비교하기 위해 환형의 채널(1913)의 직경값으로 환산한 것으로 2개의 변의 길이의 곱의 2배를 2개 변의 길이의 합으로 나눈 값(D=2(h×d)/(h+d))이다. 수력직경의 크기는 수력직경이 500㎛ 이상 1000㎛ 이하로 할 수 있다. 다만, 전해액의 끓는점, 점도 등의 성질에 따라 달라질 수 있다.

채널(1913)의 단면 크기가 작을수록 속도가 빨라 주변의 열을 잘 흡수할 수 있고, 채널(1913)의 단면 크기가 클수록 속도가 느려 전해액에 저장된 에너지를 주변으로 발산할 수 있는 시간을 확보할 수 있다.

따라서, 열을 흡수하는 메인 기판과 인접한 일측(A)의 채널(1913)의 크기는 작게 하고, 메인 기판과 이격한 타측(B)의 채널(1913)의 크기를 크게 하여, 메인기판(185)에서 발생하는 열의 흡수율을 높이고 메인기판(185)과 이격된 위치에서 방열 효율을 높일 수 있다. 채널(1913)의 크기는 채널벽(1912) 사이의 간격(d)을 조절하거나, 도 5에 도시된 바와 같이 채널벽(1912)의 높이(h1> h2)를 달리하여 채널(1913)의 크기를 상이하게 구성할 수 있다.

와치타입 이동 단말기(100)는 사용자가 착용 상태에서 움직이므로 중력 방향이 일정하지 않고 변경될 수 있으나, 사용자가 사용중에는 디스플레이부(151)를 직접 보면서 조작하기 때문에 디스플레이부(151)가 상측을 향하도록 배치된 상태로 와치타입 이동 단말기(100)의 배치가 유지된다. IC모듈(186)은 대기상태보다 사용자가 조작할 때 더 많은 열을 발생하기 때문에, 사용중에 발생하는 열의 양이 많고 의 방열 성능이 가장 중요하다.

따라서, 도 3에 도시된 바와 같이 케이스의 디스플레이부(151)가 위치하는 일측에 배터리(191)가 배치하고, 타측에 메인기판(185)이 배치된 구조에서 배터리(191)의 일측(A)에 위치하는 전해액이 메인기판(185)의 열을 흡수하고 열을 흡수한 전해액은 비중이 작으므로 상측으로 이동하여 배터리(191)의 타측(B)에서 열을 배출할 수 있다.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 관련된 와치타입 이동 단말기(100)의 배터리(191)에 형성된 채널(1913)을 도시한 도면으로, 채널(1913)에 주입된 전해액(1916)은 열을 흡수하여 부분적으로 기화할 수 있다. 기화된 전해증기(1917)는 전해액(1916)과 비중차이로 인해 중력의 반대 방향으로 이동하고 전해액(1916)은 중력방향으로 밀리게 된다.

와치타입 이동 단말기(100)는 사용자가 착용 상태에서 움직이므로 중력 방향이 바뀔 수 있다. 따라서 사용자가 착용하고 움직일 때마다 전해증기(1917)와 전해액(1916)이 이동하면서 열이 확산될 수 있다.

또한, 사용자가 디스플레이부(151)를 보면서 사용 중에 본체(101)는 디스플레이부(151)가 위치하는 타측이 상부를 향하고 메인기판(185)이 위치하는 일측이 하부에 위치하므로, 메인기판(185)에서 열을 흡수한 전해액(1916)이 기화하여 배터리(191)의 타측으로 이동한다.

메인기판(185)에서 열을 흡수하여 증발하므로, 메인기판(185)에 인접한 배터리(191)의 일측 채널(1913)을 증발부(evaporator), 배터리(191)의 타측 채널(1913)에서 전해액(1916)이 액화되므로 액화부(Condenser), 그리고 증발부와 액화부 사이를 버블/슬러그 진동부(Bubble/Slug Oscillation)로 구분할 수 있다.

전해액(1916)은 증발부(A)에서 열을 흡수하여 기체상태로 변화하고, 버블/슬러그 진동부(B)에서 상변화를 일으키며 액화부(C)로 이동하고, 액화부(C)에서 열을 방출하고 액체상태로 다시 상변화를 일으킨다.

이와 같이 전해액(1916)이 상변화를 일으켜 기화하기 위해서는 채널(1913)에 여유 공간이 있어야 하므로 채널(1913) 전체 부피의 30~70%만 전해액(1916)을 주입하고 진공상태로 두면 전해액(1916)의 끓는점이 대기압하에서 보다 낮아지게 되므로 전해액(1916)이 기화하는 양이 많아질 수 있다. 기화와 액화가 활발히 일어날수록 와치타입 이동 단말기(100)의 열 전달 효율은 향상될 수 있다.

이상에서 살펴본 바와 같아, 본 발명의 적어도 일 실시예에 따르면, 열대류 현상을 이용하여 동력을 이용하지 않고도 방열기능을 제고할 수 있다.

구리판이나 그래파이트 시트(Graphite Sheet)와 같이 열전도효율이 높은 소재로 이루어진 방열판을 이용하여 전도 방식으로 열을 확산하던 종래의 방식에 비해 대류 방식은 열전달 효율이 높다.

본 발명은 본 발명의 정신 및 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있음은 당업자에게 자명하다.

따라서, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.

100: 와치타입 이동 단말기 110: 무선통신부
120: 입력부 140: 센싱부
150: 출력부 151: 디스플레이부
160: 인터페이스부 170: 메모리
180: 제어부 185: 메인기판
186: IC모듈 190: 전원공급부
191: 배터리 1911: 하우징
1912: 채널벽 1913: 채널
1915: 배터리셀 1916: 전해액
1917: 전해증기

Claims

내부에 전자부품이 실장되는 전장부를 포함하는 본체;
상기 전장부에 실장되는 배터리; 및
상기 배터리의 일측에 인접하게 배치되는 메인기판을 포함하고,
상기 배터리는,
하우징;
상기 하우징의 내벽에 돌출되며 일방향으로 연장된 복수개의 채널벽;
상기 하우징 내부에 위치하는 배터리셀; 및
상기 하우징, 상기 배터리셀 및 상기 채널벽이 형성하는 복수개의 채널에 주입된 전해액을 포함하고,
상기 복수개의 채널 중 적어도 하나는 크기가 다른 것을 특징으로 하는 와치타입 이동 단말기.
제1항에 있어서,
상기 채널벽의 높이는 상기 배터리셀 과 상기 하우징 내벽 간의 이격거리에 상응하는 것을 특징으로 하는 와치타입 이동 단말기.
제1항에 있어서,
상기 채널벽은
상측에 형성된 채널별과 하측에 형성된 채널벽이 연결되어 상부와 하부에 연속적으로 형성된 채널을 구성하는 것을 특징으로 하는 와치타입 이동 단말기.
제1항에 있어서,
상기 메인기판은 상기 본체의 일측에 위치하고
상기 본체의 타측에 위치하는 디스플레이부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 와치타입 이동 단말기.
제1항에 있어서,
상기 배터리의 일측에 형성된 채널벽의 간격은
상기 배터리의 타측에 형성된 채널벽의 간격보다 더 좁은 것을 특징으로 하는 와치타입 이동 단말기.
제1항에 있어서,
상기 배터리의 일측에 형성된 채널벽의 높이는
상기 배터리의 타측에 형성된 채널벽의 높이보다 더 낮은 것을 특징으로 하는 와치타입 이동 단말기.
제1항에 있어서,
상기 각 채널의 수력직경은 500㎛ 이상 1000㎛ 이하인 것을 특징으로 하는 와치타입 이동 단말기.
제1항에 있어서,
상기 채널의 전체 용적의 30%이상 70% 이하의 용량이 주입되는 것을 특징으로 하는 와치타입 이동 단말기.